“破譯魚類基因組序列，完成其基因組精細(xì)圖譜的繪制意義重大，可以為開(kāi)展魚類重要經(jīng)濟(jì)性狀的遺傳解析、基因組選擇育種以及良種培育提供基因組資源和技術(shù)支撐，使魚類遺傳育種研究進(jìn)入一個(gè)全新的階段。”中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所（以下簡(jiǎn)稱黃海所）研究員陳松林在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)表示。
近日，在繼半滑舌鰨和褐牙鲆的全基因組精細(xì)圖譜完成之后，陳松林帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合青島華大基因研究院，首次完成了花鱸全基因組測(cè)序和精細(xì)圖譜繪制，研究論文發(fā)表于國(guó)際重要刊物GigaScience。
花鱸養(yǎng)殖業(yè)遭遇瓶頸
花鱸又被稱為鱸魚、七星鱸、花寨，主要分布于渤海至南海的近岸水域以及通海的江河水域，具有生長(zhǎng)較快、適應(yīng)性廣、味道鮮美等特點(diǎn)。
陳松林介紹，花鱸是我國(guó)重要的海水養(yǎng)殖魚類，也是可以作為淡水馴化養(yǎng)殖的重要魚類，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。近年來(lái)，我國(guó)花鱸養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅猛，目前年產(chǎn)量達(dá)13萬(wàn)噸，已成為我國(guó)海水魚類養(yǎng)殖主導(dǎo)品種之一。
不過(guò)，隨之逐漸出現(xiàn)一些問(wèn)題，如種質(zhì)退化、生長(zhǎng)變緩、養(yǎng)殖周期長(zhǎng)、病害發(fā)生日益嚴(yán)重、養(yǎng)殖成活率下降等，制約花鱸養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
過(guò)去18年來(lái)，國(guó)內(nèi)一些科技工作者對(duì)花鱸開(kāi)展了一系列研究，如花鱸繁育和苗種培育、遺傳多樣性鑒定、種質(zhì)冷凍保存、重要性狀相關(guān)基因克隆、細(xì)胞系建立、家系建立等，并取得一些重要進(jìn)展。
例如，黃海所的科研團(tuán)隊(duì)從2004年開(kāi)始建立花鱸精子、胚胎冷凍保存技術(shù)和精子庫(kù)，構(gòu)建花鱸胚胎干細(xì)胞和組織細(xì)胞系6個(gè)，而且發(fā)掘了花鱸多態(tài)性微衛(wèi)星標(biāo)記，克隆了花鱸生長(zhǎng)相關(guān)Myf5基因和生長(zhǎng)抑素MSTN等基因，并分析這些基因的表達(dá)模式。
但是，這些進(jìn)展依然滿足不了培育花鱸速生抗病優(yōu)良品種的需求。
陳松林表示，開(kāi)展花鱸育種研究，特別是采用基因組選擇育種技術(shù)來(lái)進(jìn)行花鱸抗病速生良種培育研究已經(jīng)成為重要研究方向，也是現(xiàn)在養(yǎng)殖魚類中遺傳育種研究的發(fā)展趨勢(shì)。因此，亟須破譯花鱸基因組序列，發(fā)掘高產(chǎn)抗病抗逆等重要性狀調(diào)控的關(guān)鍵基因。
前沿技術(shù)解開(kāi)基因密碼
在青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室科技創(chuàng)新計(jì)劃和鰲山人才培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目的支持下，陳松林團(tuán)隊(duì)開(kāi)始著手花鱸基因組研究。
他們采用新一代測(cè)序技術(shù)和HI-C三維基因組技術(shù)，構(gòu)建了染色體水平的花鱸基因組圖譜；揭示花鱸基因組大小為668Mb，重復(fù)序列為132Mb，注釋基因?yàn)?2015個(gè)。
進(jìn)化分析表明，花鱸與歐洲鱸魚關(guān)系最近，大概在87Mya開(kāi)始分化，并且二者染色體之間呈現(xiàn)較好的共線性。通過(guò)比較基因組學(xué)分析，篩選到125個(gè)花鱸特異基因家族，可能與花鱸自身的特征密切相關(guān)。
“破譯花鱸全基因組結(jié)構(gòu)，可幫助深入理解花鱸的生命過(guò)程和進(jìn)化特征，也為今后解析花鱸重要經(jīng)濟(jì)性狀，比如生長(zhǎng)、抗病抗逆、性別、免疫等性狀的形成機(jī)制，建立基因組育種技術(shù)奠定了重要基礎(chǔ)。”陳松林說(shuō)。
多年來(lái)，陳松林一直耕耘在魚類基因組研究的路上。2014年、2016年，陳松林帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)相繼完成首個(gè)半滑舌鰨全基因組精細(xì)圖譜、褐牙鲆全基因組精細(xì)圖譜的繪制。今后他們還會(huì)繼續(xù)繪制更多的魚類基因組精細(xì)圖譜。
“我們團(tuán)隊(duì)的主要任務(wù)就是盡可能多的破譯海水養(yǎng)殖魚類的基因組序列，繪制盡可能多的海水養(yǎng)殖魚類基因組精細(xì)圖譜，為國(guó)內(nèi)外科研工作者開(kāi)展海水魚類重要性狀的遺傳解析和基因組育種研究提供基因資源和技術(shù)手段，幫助推動(dòng)魚類遺傳改良和新品種培育的科研進(jìn)程。”陳松林說(shuō)。
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